Лекція 11

Тема: Правила виконання печатних плат.

План

1. Основні вимоги до розробки печатних плат

2. Конструювання печатної плати.

Література:

Воробьёв Н.И. Проектирование электронных схем. -М.: Высшая школа, 1989. –с. 180-182.

Після вивчення і опрацювання теоретичного матеріалу студенти повинні знати основні терміни і визначення, основні вимоги до розробки печатних плат. Вміти виконувати креслення печатних плат.

1. Основні вимоги до розробки печатних плат

Приступаючи до розробки ПП, конструктор повинен враховувати наступ­не:

1.1 Якщо немає яких-небудь обмежень, ПП повинна бути квадратною або прямокутною, а лінійні розміри її сторін — кратними (ГОСТ 10317—79)

2,5 — при довжині до 100 мм;

5,0 — при довжині до 350 мм;

10,0 — при довжині більше 350 мм.

Максимальний розмір будь-якої із сторін повинен бути не більше 470 мм, а співвідношення лінійних розмірів сторін ПП — не більше 3:1.

2.3.1 Товщина ПП повинна відповідати одному з чисел ряду: 0,8; 1,0; 1,5; 2,0. Товщина ПП малої площі повинна відповідати числам початку ряду, а ве­ликої площі — числам кінця ряду. При недостатній жорсткості основи в печат­них провідниках можуть виникати мікротріщини, що приводять у ряді випадків до розриву електричного ланцюга.

2.3.2 Щоб ПП була технологічною, розробку конструкції слід вести, орі­єнтуючись на конкретний промисловий процес її виготовлення.

2.3.3 Здійснення на ПП монтажу високої щільності (ширина печатних провід­ників 1—2 мм, зазор між провідниками 0,4—1,0 мм) завжди зв'язане з велики­ми конструкторськими і технологічними труднощами. Тому слід віддавати пе­ревагу вільнішому монтажу.

2.3.4 При розміщенні ЕРЕ на ПП необхідно мати на увазі паразитні зв'яз­ки, що виникають через ємності між друкарськими провідниками і самими ЕРЕ.

Наприклад, для запобігання самозбудженню підсилювача елементи його вхід­ного ланцюга бажано розташовувати можливо далі від елементів його вихідних ланцюгів.

При помітному опорі загального для схеми друкарського провідника (зага­льна шина) і неправильному виборі точки підключення його до апаратної «зем­лі», а також при помітному опорі шини живлення на цих провідниках можуть виникати напруги паразитних зворотних зв'язків, що погіршують або навіть по­рушують роботу ЕУ.

2.3.5 Печатні провідники по можливості слід робити широкими, при цьому в провіднику, якщо він ширше 3 мм, передбачають щілиновидні, круглі або овальні вирізи (рис. 1), що знижують температурні деформації ПП.

2.3.6 Центри отворів повинні розташовуватися у вузлах координатної сітки. При застосуванні ЕРЕ з жорсткими виводами, що мають крок, не кратний кро­ку координатної сітки, у вузлі координатної сітки розміщують отвір, прийнятий за основне. Решта отворів розташовують відповідно до креслення контактної групи ЕРЕ, яке поміщають на полі креслення ПП. Діаметри монтажних отворів, мм, вибирають з ряду: 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5.

Кожен монтажний і перехідний отвір повинен бути охоплений контакт­ною площадкою. Для запобігання відриву контактної площадки від основи ПП в процесі травління або паяння її мінімальний діаметр повинен бути не менше трьох діаметрів отворів 0,5— 0,8 мм і двох діаметрів отворів 1,6—2,0 мм. У всіх випадках зазор між кромкою ПП і контактною пло­щадкою повинен бути не менше товщини ПП.

7. Мінімальний ізоляційний зазор між елементами провідного малюнка при напрузі між ними до 50 В і нормальному атмосферному тиску повинен бути близько 0,4 мм. Мінімальні зазори слід встановлювати тільки в тих міс­цях, в яких фізично неможливо їх збільшити (вузьке місце).

8. По точності виконання елементів конструкції ПП ділять на чотири класи точності. ПП 1-го і 2-го класів точності найбільш прості у виконанні, надійні в експлуатації і мають мінімальну вартість. ПП 1-го класу точності застосовують при малій і середній щільності розміщення дискретних ЕРЕ.

2. Конструювання печатної плати

Неавтоматизована розробка одно- і двосторонніх ПП включає (рис. 2) ряд ви- конуємих послідовно операцій і рішень, що приймаються залежно від результатів, одержаних після виконання деяких операцій.

Як видно із структурної схеми алгоритму, при сприятливому збігу обставин (проста електрична схема, конструктор має досвід розробки ПП і ін.) конструю­вання включає послідовне виконання операцій і мета досягається найкоротшим шляхом. Якщо ж електрична схема складна, конструктор не має досвіду, деякі по­передні операції виконані неякісно і т. п., розробка ускладнюється за рахунок повто­рного або навіть багатократного виконання деяких операцій, що вводяться дирек­тивами алгоритму.

Структурна схема в компактній формі указує шлях, по якому конструктор повинен слідувати при розробці ПП. Конструювання розчленоване на ряд відносно простих операцій, що прискорює розробку.

Розглянемо основні з перерахованих на структурній схемі операцій.

1. Аналіз принципової електричної схеми має на меті:

а) встановити можливість об'єднання висновків в єдину зону електричного приєднання;

б) визначити порядок розташування друкарських провідників у вказаній зо­ні;

в) виявити сильноточечні лінії електричного зв'язку і скласти перелік таких

ліній;

Елементи на ПП розміщують, керуючись перетвореною принциповою схе­мою. Найшвидше і просто в умовах студентського проектування ЕРЕ можна розмі­стити, застосовуючи макетування з темплетами. Темплети вирізають з картону, на одній стороні якого наклеєна міліметрівка. Темплетам надають форму прямокут­ників і квадратів, розміри яких відповідають габаритним і настановним розмірам ЕРЕ в масштабі 2:1. На лицьовій стороні темплета зображають спрощено корпус і виведення ЕРЕ, указують його позиційне позначення, діаметр висновків.

Темплети розкладають на листі тетрадного паперу, що лініюється в клітку із стороною 5 мм, на якому виділена монтажна зона. Добившись прийнятного розмі­щення, темплети по черзі прибирають з листа, заздалегідь обвівши їх контури олі­вцем, монтажні отвори відзначають кулями діаметром 4 мм і на місці темплетів про­ставляють позиційні позначення ЕРЕ.

Даний спосіб аналогічний неавтоматизованому способу розміщення ЕРЕ, вживаному в КБ підприємств, з тим лише відмінністю, що в КБ звичайно застосову­ють темплети з тонкої листової сталі і магнітну планувальну плиту з координатною сіткою на її поверхні. Магнітне поле міцно утримує темплети на плиті, що дозволяє копіювати креслення безпосередньо з макету.

З'єднання на кресленні виконують відрізками прямих ліній, паралельними осями координат або складовими з ними кут, кратний 15°, і що проходять через центри монтажних отворів.

При трасуванні уточнюють взаємне положення ЕРЕ, добиваючись рівномірної щільності друкарських провідників. Якщо розробляється двостороння ПП, то на компонувальному кресленні з'єднання виконують своїм кольором для кожного печатного шару.

Не слід, якщо це Можливо, створювати на платі вузькі місця — ділянки, на яких ширина печатних провідників і зазори між ними мінімально допустимі, але та­кож нераціонально залишати обширні ділянки, не зайняті ні провідним малюнком, ні ЕРЕ. Мініатюрність, технологічність, надійність — основні якості будь-якої ПП.

Конструювання елементів печатного малюнка полягає у визначенні шири­ни провідників, форми і розмірів контактних площадок. Ширину печатних про­відників у вузьких місцях слід розраховувати, приймаючи щільність струму

Д/з: вивчити теоретичний матеріал.